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1、哈尔滨泰利科技发展有限公司 机房专用空调机组 的 节能改造（双冷源节能型专用空调机组）,哈尔滨泰利科技发展有限公司电话：传真：0451-84361861邮编：1500076 哈尔滨市道里区城乡路194号,单位：哈尔滨泰利科技发展有限公司 机房专用空调机组的节能改造（双冷源节能型专用空调机组）机房专用风冷式空调改造成双冷源节能型专用空调机，在原有风冷式空调循环系统（氟利昂循环系统）的基础上增加一套乙二醇节能系统，变成两套独立运行的制冷系统。（一套氟循环系统和一套乙二醇循环系统）。原理：利用乙二醇溶液的特殊性质：乙二醇溶液浓度的增加其冰点降低。增加独立室外干冷器，和室内节能型经济盘管，用管道连接，
2、借助乙二醇泵作为动力，改造成冬季利用率较高的乙二醇自然冷却系统与原有的氟利昂制冷系统交替运行从而实现节能效果。关键词:乙二醇冷却式空调 风冷式空调 干冷器 冷凝器 乙二醇溶液泵,概 述:中国网通电话交换机房中的电话交换机在运行中要产生很多热量，若实现正常运行保证通信质量，就需要使设备工作的环境温度维持在22-24范围内，相对湿度维持在40%-60%之间，对机房空气的洁净度要达到10万级-30万级的标准，因为室内的灰尘会影响机器的正常工作，尘积在电子元件上易引起金属的腐蚀，使电子元件性能参数改变，绝缘性能下降会加速设备损坏,所以机房专用空调机要创造一个高质量、高精度的空调环境，在空调机组运行中机
3、组制冷循环工况的变化，分析其制冷量，能耗，完善制冷循环提高机组的制冷能力。对于程控交换机房、计算机房高精度设备而言，它们的运行情况，使用寿命皆于工作环境有密切关系，温度、湿度、洁净度是影响工作环境的关键因素。这些关键因素是靠机房专用空调来保持。根据机房专用空调的维护记录，反映出现在运行的机房专用风冷式空调普遍存在维护量大、能耗大等负面因素；针对这些问题我们采取了将风冷式机房专用空调改造成风冷、乙二醇双冷源空调的方案，在实际中取得了良好的效果。,机房专用空调特点:（1）风量大、焓差小：与相同制冷量舒适空调相比，机房专用空调机的循环风量约大一倍，相应的焓差只有一半，机房空调运行时通常不需要除湿，不
4、必像舒适性空调机那样应付较大的湿负荷，故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热力效率，从而提高运行的经济性。通常舒适性空调冷负荷中，有30%潜热负荷70%显热负荷，而机房内主要设备散出的是显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热负荷，使总负荷在一般情况下，显热负荷占95%潜热负荷仅占5%，因此同样制冷量空调机的冷风比不同，舒适型空调冷量与风量比为5：1，而恒湿恒温机冷量与风量比为3.5：1，机房专用空调机冷量与风量比为2：1或3：1，冷量单位（Kcal/h），风量单位（m3/h），所以机房空调具有大风量、小焓差、高显热比的特点，通常焓差为2kcal/kg左右，同样的
5、热负荷显热比越高要求送风量越大，要求机房送风量比舒适性空调所需送风量大1.62倍。（2）全年全天候运行，且具有高可靠性及安全性：舒适性空调不设计冬季制冷运行，而机房空调则要求全天候制冷运行可靠，这就要有完善的监控系统，有断电后再启动的自动功能，有高精度的恒温恒湿控制，微机控制系统自动对机组运行状态进行诊断，及时对出现或将要出现的故障发出警报。（3）室内多种形式的送回风方式:由于机房送风冷却方式不同有上送风、下送风，有下回风、上回风侧回风等，以满足用户的不同需要，机房中铺设防静电活动地板的采用下送风上回风，使冷气直接送入活动地板下，这样使地板下形成静压箱，把冷气均匀地送入机房机柜内，采用这种直接
6、送风形式，可大大提高空调效率，同时可大幅度节省管道的工程费用，降低造价，使室内布局美观。（4）满足机房不同等级的洁净度要求：通常标准型机组中空气过滤器均采用粗、中效过滤而一些进口特殊型机组中，从结构设计上采用预留亚高效过滤或高效过滤器的位置，可根据用户需求选用。,一。技术分析 在原风冷式机房专用空调机器的室内机蒸发器上端增加一组经济盘管，室外增加干冷器专供乙二醇循环使用，乙二醇系统为全封闭式系统，乙二醇溶液浓度为30-37,并且不需要更换溶液。氟利昂系统与乙二醇系统分别为独立系统，各自独立换热。乙二醇溶液循环由乙二醇溶液泵为动力来实现流动，在室内换热器吸热制冷，在室外换热器放热冷却。利用乙二醇
7、溶液的特殊性质：乙二醇溶液随浓度的增加其冰点降低，利用大自然提供的冷原实现制冷节能。对于北方地区环境而言，一年中有四六个月处于+10-30，如果能利用冬季室外空气的冷量来降低机房温度，势必将节约大量的能源并且减小维护工作量，乙二醇系统与氟利昂系统形成双冷原系统，室外换热器与冷凝器并用，增大了专用空调机组的制冷能力。对改造机的注意事项：(1)室内机蒸发器上端增加一组经济盘管后，要对风机进行相应调整措施。(2)根据情况设计：定频/变频乙二醇溶液泵。(3)根据情况设计：可变/固定换热器与风机加装温度调速器控制。(4)根据情况设计：室外除霜与防冻措施。,具体运行方式如下：夏季制冷：氟里昂制冷循环系统采
8、用风冷式，利用风冷冷凝器给氟里昂系统降温，对定速风机控制系统，可改成用压力调速器控制，对（风冷冷凝器）风机进行无级调速，使压力调整准确，波动值小，减少高/低压报警，风机调速实现节电，这种前期投资小，后期维护成本低，设备比改造前整机制冷能力有明显提高，压缩机工作电流比改造前降低，而且压缩机连续运转时间缩短，节省电能，减少压缩机的机械磨损。冬季制冷：利用机组安装的乙二醇经济盘管（节能盘管），在室外加装“乙二醇”管道泵和“干冷器”，用管路连成乙二醇循环系统。室外干冷器风机加装温度调速器，乙二醇循环管路加装变频泵,电磁阀等设备,使乙二醇回液温度保持恒定值。安全系统：（1）防止因溶液过冷，导致管路结霜和
9、经济盘管除湿现象。（2）防止地板下送风温度过低，使交换设备电路板产生结露造成电路板短路等故障。,双冷原系统工作原理示意图,双冷原系统工作原理示意图,二、控制电路部分（电源线、信号线的连接与铺设）微电脑智能温控器（一）、功能特点:l 小型一体化智能控制l 温度显示/温度控制/照明控制/设定记忆/参数锁定/自诊断(二）、技术参数:1.电源:交流220V 50/60Hz外置密封变压器输出:交流12V(一只变压器只能配一台温控器使用)2.感温探头：NTC3.温度显示范围：-45+454.控制温度范围：-45+455.工作环境温度：-1060；相对湿度：20%90%(无结露)6.触点容量：20A/250
10、V AC,（三）、功能说明 微电脑智能温度控制：1、空调房间的回风温度低于（T0）20，经济盘管乙二醇系统停止供冷，空调房间的回风温度高于（T0）20，准许经济盘管乙二醇系统供冷。2、乙二醇溶液泵控制受室外温度（T1）的影响，当室外温度低于（T1）10乙二醇溶液泵启动。当室外温度高于（T1）10乙二醇溶液泵停止。为保护乙二醇溶液泵，每次停止的时间必须超过延时时间35min才能重新启动。室外温度低于（T1）10干冷器风机起动。3、风机的转速由乙二醇溶液进干冷器温度而定（T2），温度高于（T2）12风机高速运转，当温度低于（T2）12干冷器风机低速运转，当温度低于（T3）5干冷器风机停止,当温度高
11、于（T3）5干冷器风机运转。4、干冷器换热面积的控制由乙二醇溶液出干冷器温度而定(T4)，乙二醇溶液温度高于（T4）5为100%面积的控制冷却,乙二醇溶液温度低于（T4）5为66%面积的控制冷却,乙二醇溶液温度高于（T5）3为66%面积的控制冷却，乙二醇溶液温度低于（T5）3为33%面积的控制冷却。,（四）、微电脑控制图示意图:,三。经济性评 现场测试数据：地点：哈尔滨宣化分局交换机房时间：2005年3月1日该机房共有两台利博特LD67E专用空调机，当天室外环境温度为-81.改造前：该机房150天空调总用电量及费用单台利博特（LD67E）工作电流：40A冬季使用计算用电量：单台功率P=3I*U
12、*COS P=1.732*40*380*0.8/1000=21KW估算改造前150天所用电费：21(KW)24(小时)150(天)*0.7 0.69(元/度)=36514(元)2.改造后：该机房乙二醇系统150天总用电量及费用一台乙二醇管道泵（额定380V/1.8KW）实测电流：2.7A两台干冷器风机（单台额定220V/0.73KW）实测电流：3.3A一台空调主风机（额定380V/7.44KW）实测电流：11A：总用电量：功率合计1.8+2*0.73+7.44=10.7KW1.732*380*(2.7+11)*0.8+220*3.3*0.8/1000=7.8KW改造后150天所用电费：7.8（
13、KW）24（小时）150(天)*0.9 0.69（元/度）=17437(元)注：实验时，一台利博特LD67E专用空调机，启用改造后的乙二醇系统制冷 运行。,测试参数:一台乙二醇管道泵工作条件实测：380V、2.7A两台干冷器风机工作条件实测：220V、3.3 A节能盘管入口温度 6节能盘管出口温度 11干冷器入口温度 10干冷器出口温度 4空调机回风温度 23能耗计算：1、节电：以该机房为例 改造前150天所用电费：36514元 改造后150天所用电费：17437元该局150天节省电费1.9万元，这还是一个保守的算法，如果是大局，4台专用空调机节省的电费将更多。2、减少空调机组的机械磨损、延长
14、机组的使用寿命。冬季乙二醇系统制冷期间，机房一台空调机，改造后的机组只开主风机，两台压缩机完全不用启动即能保证机房内的温度达到要求。这样就减少1/3空调使用时间，同时延长机组1/3的使用寿命，这一项的节省将是巨大的。,四。综合评估：1、冬季乙二醇系统制冷期间，机房两台空调机，可以完全关掉一台机组，而且改造后的机组只开主风机，两台压缩机完全不用启动即能保证机房内的温度达到要求。这样就减少1/3空调使用时间，延长压缩机的使用寿命，一般机房空调机设计使用寿命约10年，改造将使设计寿命延长到15年或20年这一项的节省将是巨大的。2、实际测试及计算，得到的基本结论是改造一台机组的费用为万元左右，就是说投
15、资的费用年就能够节省回来，而以后将全部为节约的费用。3、以下举例说明双冷源节能型专用空调机组的优越性。,齐 齐 哈 尔 市 通 信 分 公 司 空 调 节 能 情 况 汇 报:齐 齐 哈 尔 市 通 信 分 公 司 年 月 由 哈 尔 滨 泰 利 科 技发 展 有 限 公 司 在 浏园 分 局 安 装 一 台 双 冷 源 空 调 机 组 进 行 实 验，利 用 室 外 天 然 冷 源 通 过 乙 二 醇 循 环 系 统 将 冷 量 带 入 室 内，减 少 压 缩 机 工 作 时 间，从 而 达 到 节 能 目 的。从 电 力 机 房 配 电 盘 挂 表 统 计 情 况 看，平 均 每 天 可
16、节 电 度。每 月 可 节 电 度，按 每 度 电 费 元 计 算，每 年 每 台 双 冷 源 空 调 可 节 约 电 费 元。,齐 齐 哈 尔 市 通 信 分 公 司 空 调 节 能 情 况 汇 报:年 月 开 始，齐 市 通 信 分 公 司 逐 步 在 北 三 区 以 及 区 县 局 各 程 控 交 换 机 房 安 装 此 类 双 冷 源 节 能 空 调，至 年 月 中 旬，共 计 安 装 双 冷 源 节 能 空 调 台，其 中 北 三 区 程 控 机 房 安 装 台，区 县 局 程 控 机 房 安 装 台。进 入 冬 季 以 来，公 司 分 别 在 浏 园 分 局、中 华 路 分 局 以
17、 及 铁 东 分 局 程 控 机 房 空 调 配 电 盘 上 端 安 装 电 表，计 划 通 过 详 细 的 电 量 统 计 具 体 分 析 节 能 情 况。经 过 统 计，浏 园 分 局 平 均 每 天 节 电 116 度；中 华 路 局 平 均 每 天 节 电 91度；铁 东 分 局 平 均 每 天 节 电 111 度；三 个 安 装 地 点 的 每 天 节 电平 均 度 数 为 度，基 本 和 年 初浏园 的 实 验 数 据 相 符。后 因 室 外 温 度 过 低（-20度）导 致 室 内 经 济 盘 管 出 现 结 露 现 象，公 司 工 程 人 员 分 析 原 因，得 出 结 论 为
18、：程 控 交 换 机 房 室 内 湿 度 要 求较 高，乙 二 醇 溶 液 温 度 较 低 势 必 导 致 结 露，所 以 控 制 乙 二 醇 溶 液 回 液 温 度 显 得 尤 为 重 要。经 过 整改和一 段 时 间 的 观 察 实 验，通 过 调 整 室 外 干 冷 器 风 扇 的 控 制 温 度 以 及 更 换 温 度 传 感 器 等 方 式，现 空 调 机 室 内 节 能 盘 管 结 露 问 题 已 经 控 制，双 冷 源 空 调 机 组的自 控 制 系 统 越 来 越 完 善。,五、发展与研究自然冷却与密闭控制 在90年代中期，由于因特网的兴盛，网络公司的机房内，放置多台伺服机提供
19、大量的网络服务，需要密闭式空调系统提供稳定的温湿度控制。同时，电信市场的蓬勃发展，其数字交换设备也需要密闭空调。密闭空调的兴盛，伴随着现代社会对其的许多要求，目前节约能源与环境的影响，促使人们对环境的课题更加重视，为了进入这个市场，密闭空调必须提供更多的使用效益才行。因为这个原因，自然冷却在此领域的应用变得非常重要。自然冷却是利用低温外气进行冷却,由 水/乙二醇混合物经室外的干空气冷却器移除热量后，再进入密闭式空调机中之自然冷却管排吸取空间中的热量，如此可减少机械压缩冷却的运转时间与负载，甚至可以不使用压缩冷却。使机械冷却耗能可减至最低，减少对环境的冲击，即使初置成本较高，亦可以于短时间内回收
20、，回收之后的运转成本节省效益相当可观。根据地区外气干球温度的全年时间统计，可划分出使用自然冷却、混合冷却、机械冷却的三种方法。其比例估算各占1/3左右。,自然冷却的一种：水乙二醇当传热介质，当外气温度5以下时，使用完全自然冷却即可满足空间中的热负载，若空间负载降低，即使外气温度在5以上，亦可进行自然冷却。操作方式为，液体循环泵将水/乙二醇混合物输送进入自然冷却管排，吸收空间中的热量后，再至干冷却器将热量散至大气中，此模式不需启动任何压缩机。当外气温度升高时，则可使用部份自然冷却搭配机械冷却来降温，此时除了水/乙二醇循环之外，还有一个或多个机械冷却制冷循环来补充不足的冷却能力。,哈尔滨泰利科技发展有限公司 2005年11月6日,
